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Ensaio de adensamento com deformação controlada (CRS): desenvolvimento de uma ferramenta para análise e interpretação dos resultados / Controlled deformation densification test (CRS): development of a tool for analysis and interpretation of results

Silva, Cláudio Paiva 28 February 2018 (has links)
Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-06-14T16:55:17Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4464000 bytes, checksum: 503c1f5235a6455946dac48455929c93 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-14T16:55:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4464000 bytes, checksum: 503c1f5235a6455946dac48455929c93 (MD5) Previous issue date: 2018-02-28 / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma ferramenta computacional para a análise e interpretação do ensaio de adensamento com taxa de deformação constante (CRS), denominada AnáliseCRS. No programa desenvolvido foram implementados algoritmos de cálculo com base em uma teoria linear e outra não linear. A validação dos algoritmos de cálculo, com base em resultados publicados na literatura, mostrou que o programa desenvolvido processa os cálculos de forma rápida e coerente com os trabalhos tomados como referência. A comparação dos resultados de ensaios de adensamento incremental e CRS, realizados em corpos de prova compactados, mostrou que as teorias implementadas no programa AnáliseCRS representam muito bem os resultados do ensaio incremental. Estes resultados reforçam as afirmações da literatura de que o ensaio CRS é uma excelente opção para substituir os ensaios de adensamento incremental. No entanto, por ser de interpretação trabalhosa, a ferramenta computacional desenvolvida nessa pesquisa pode auxiliar em muito na análise e interpretação do ensaio CRS, além de estimular o uso do mesmo. / This paper presents the development of a computational tool for the analysis and interpretation of the constant rate of strain (CRS) test, called AnáliseCRS. In the developed software, computational algorithms were implemented based on a linear and non-linear theory. The validation of the calculation algorithms, based on results published in the literature, showed that the developed program processes the calculations quickly and coherently with the works taken as reference. Comparison of incremental densification and CRS results on compacted specimens showed that the theories implemented in the AnáliseCRS program represent very well the results of the incremental test. These results support the assertions in the literature that the CRS assay is an excellent option to replace incremental densification assays. However, because of the laborious interpretation, the computational tool developed in this research can greatly assist in the analysis and interpretation of the CRS test, besides stimulating its use.
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[en] H2/HINF PROBLEM APPROXIMATED SOLUTIONS BY BASIS EXPANSIONS / [pt] PROBLEMA H2/HINF- SOLUÇÕES APROXIMADAS POR MEIO DE EXPANSÃO EM BASES

ROBERTO ADES 21 February 2006 (has links)
[pt] Esta tese apresenta um estudo na área de controle robusto não paramétrico, mais precisamente relacionado ao Problema H2/Hinf. O Principal objetivo deste trabalho consiste no projeto de controladores por uma abordagem direta sobre o problema mencionado, baseada em método de Gallerkin. Dois métodos foram propostos, sendo denominados Expansão em Base Pré-Estabelecida (EBPE) e Expansão em Base Otimizada (EBO). Para a aplicação destes métodos, os controladores estabilizantes do sistema em estudo devem ser explicitados por intermédio da parametrização de Youla. Em seguida, uma nova parametrização é realizada a fim de colocar o problema resultante em um formato padrão, com a norma Hinf sob a forma do problema de Nehari. Um controlador calculado por EBO ou EBPE possui ordem previamente determinada, estabiliza internamente a planta, minimiza um funcional de desempenho e satisfaz a um nível pré- especificado de robustez em estabilidade. Em EBPE, uma base é escolhida para o espaço solução e o ajuste dos coeficientes de seus vetores é realizado minimizando o critério proposto. A vantagem deste método é resolver um problema de otimização convexo. Por outro lado, a escolha dos vetores que participarão da base truncada já estará definida, levando a uma solução com ordem superior àquela obtida por EBO e um mesmo nível de desempenho. No método EBO, as tarefas de escolha dos vetores que participarão da base e seus respectivos ajustes de coeficientes são realizados simultaneamente. Embora este problema seja não convexo, sua vantagem reside na possibilidade de encontrar soluções com ordens relativamente menores em comparação com aquelas por EBPE para um mesmo nível de desempenho. Adicionalmente, discute-se alguns resultados teóricos, onde a existência e a unicidade da solução do Problema H2/Hinf são demonstradas. Mostra-se também que a sequência de controladores calculados pelos métodos propostos, à medida que a ordem aumenta, converge para a solução ótima do problema original. / [en] This thesis presents a study on the subject of robust and non parametrical control, more precisely related to the Mixed H2/Hinf problem. The main purpose of this work consists in the controllers design by a direct approach over the mentioned problem, using Galerkin`s method. Two numerical methods were proposed, being known as Pre- Established Basis Expansion (EBPE) and Optimized Basis Expansion (EBO). For the application of these methods, the stabilizing controllers of the system under analisys must be explicated by Youla`s parametrization. After this, a new parametrization is performed in order to set the problem in a standard format, with the Hinf-norm in the Nehari problem. A controller computed by EBO or EBPE has a previously specified order, internally stabilizes the plant, minimizes a performance functional and satisfies a pre- established robustness stability margin. In the EBPE method, a basis is chosen from space solution and the adjustment of the vectors` coefficients is performed minimizing the proposed criterion. The advantage is solve a convex optimization problem. By the other side, the choice of vectors in the truncated basis will be defined, leading to a solution with a higher order than the one obtained by the EBO approach, for the same performance level In the EBO method, both the vectors` choice in the truncated basis and their respective coefficient adjustment are performed simultaneously. The Youla`s parameter is approximated by the class of real, rational, proper and stable transfer function and the project variables are the coefficients of the numerator and denominator polynomials. Although this problem is a non- convex one, its main advantage lies in the possibility of finding controllers of relatively lower orders than ones by EBPE at the same level of performance. In addition, some theoretical results are discussed, where the existence and uniqueness of Mixid H2/Hinf problem solution are proved. It is also shown that the sequence of controllers computed by the proposed methods, as order increase, converges to the solution of the original problem.
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Estabilidade de sistemas lineares em problemas de geometria molecular / Stability of linear systems in molecular geometry problems

Maioli, Douglas Silva, 1987- 03 April 2013 (has links)
Orientadores: Eduardo Cardoso de Abreu, Carlile Campos Lavor / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-22T08:30:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maioli_DouglasSilva_M.pdf: 4390735 bytes, checksum: 3008997a23c0723a152e019324a6f6a2 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: No presente trabalho é abordado um Problema de Geometria de Distâncias Moleculares (PGDM) que consiste na determinação de estruturas tridimensionais de moléculas a partir de distâncias entre pares de seus átomos. Inicialmente, apresentamos métodos da literatura utilizados para tentar resolver tal problema, como o Updated Geometric Build-Up (UGB) de Wu e Wu (2007) e o Algoritmo T (AT) de Fidalgo (2011). O novo método introduzido nesta dissertação de mestrado é baseado no AT e foi denominado de Algoritmo T Atualizado (ATA). Esta nova proposta utiliza a mesma estratégia desenvolvida no UGB, que busca obter uma maior estabilidade, com respeito ao número de condição, dos sistemas lineares resolvidos na execução do ATA. Por fim, um estudo baseado em experimentos numéricos foi feito para a verificação da qualidade das soluções obtidas pelo ATA, levando em conta o custo computacional, e em comparação com o método UGB / Abstract: The present work approaches the Molecular Distance Geometry Problem (MDGP) which consists on determining three-dimensional molecular structures from distance values between pairs of its atoms. Initially, we present methods from the literature which have been used in order to solve this problem, such as the Updated Geometric Build-Up (UGB) algorithm, from Wu and Wu (2007), and the T Algorithm (TA), from Fidalgo (2011). The new method, introduced in this master dissertation, is based on the TA and was named Updated T Algorithm (UTA). This new approach uses the same strategy developed in the UGB, which looks for obtaining a better numerical stability, with respect to the condition number of the coefficient matrices of the linear systems which are solved in UTA. Finally, a study based on numerical experiments was done for verifying the quality of the solutions obtained from UTA, considering the computational cost and comparing with the UGB / Mestrado / Matematica Aplicada / Mestre em Matemática Aplicada
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Estabilidade e controle de sistemas lineares com saltos Markovianos com horizonte definido por uma classe de tempos de parada / Stability and control of Markovian jump linear systems with horizon defined by a class of stopping times

Oliveira, Cristiane Nespoli de 16 December 2004 (has links)
Orientador: João Bosco Ribeiro do Val / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T02:16:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_CristianeNespolide_D.pdf: 558682 bytes, checksum: bdb0231f0c5d9c4cc09a4232a2c21df8 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Este trabalho aborda conceitos de estabilidade de segundo momento e um problema de controle ótimo envolvendo sistemas lineares com saltos Markovianos a tempo discreto. No modelo estudado, define-se como ho-rizonte um tempo de parada 't que representa a ocorrência de um número fixo N de falhas ou reparos (TN), ou a ocorrência de uma falha crucial ('t~), após as quais o sistema é paralisado para manutenção. Considera-se ainda, um caso misto intermediário onde 't representa o mínimo entre TN e 't~ . Estes tempos de parada coincidem com algum dos instantes de salto da cadeia de Markov e a informação disponível permite a reconfiguração da ação de controle em cada um destes instantes, na forma de um ganho de realimentação linear. Através do conceito denominado 't-estabilidade estocástica são obtidas condições necessárias e suficientes para a esta-bilidade estocástica do sistema até a ocorrência do tempo de parada 't~. Estas condições conduzem a um teste que se beneficia da estrutura da ca-deia para propor uma decomposição para a verificação de estabilidade em média quadrática, o que neste sentido, induz métodos algorítmicos mais simples. Adcionalmente, a equivalência entre conceitos de 't-estabilidade estocástica de segundo momento é estabelecida para os três tempos de pa-rada discriminados. A solução ótima para o problema de controle linear quadrático (LQ) por realimentação de estado, com ou sem ruído Gaussi-ano, tendo como horizonte os tempos de parada TN ou 't~ é apresentada. Esta solução é dada em termos de um conjunto de equações algébricas de Riccati recursivas ou um conjunto de equaç(les algébricas de Riccati aco-pIadas (EARA). Além disso, aborda-se o problema de controle LQG por realimentação dinâmica de saída via estimação de estado / Abstract: This work deals with second order stability concepts and a stochastic optimal control problem involving discrete-time jump Markov linear sys-tems. The jumps or changes between the system operation modes evolve according to an underlying Markov chain. In the mo deI studied, the pro-blem horizon is defined by a stopping time 't which represents either, the occurrence of a fixed number N of failures or repairs (TN), or the occur-rence of a crucial failure event ('td), after which the system is brought to a halt for maintenance. In addition, an intermediary mixed case for which 't represents the minimum between TN and 'td is also considered. These stopping times coincide with some of the jump times of the Markov state and the information available allows the reconfiguration of the control ac-tion at each jump time, in the form of a linear feedback gain. Using the concept named stochastic 't-stability, equivalent conditions to ensure the stochastic stability of the system until the occurrence of the stopping time 'td is obtained. These conditions lead to a test that benefits from the chain structure for proposing a simpler decomposition algorithm for the mean square stability verification. The work also develops equivalences among second order 't-stability concepts, for alI stopping times considered, that parallels the results for infinite horizon problems. Considering TN and 'td as horizon, the optimal control solution for the linear quadratic (LQ) pro-blem for state feedback, with or without Gaussian noise, is presented. The solution is given in terms of recursions of a set of algebraic Riccati equa-tions or a coupled set of algebraic Riccati equation (CARE). The LQG optimal control problem for dynamic output feedback using state estima-tion is also studied. / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica
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Simulação numerica do fluxo de czochralski não isotermico

Kozakevich, Daniel Norberto 08 February 1988 (has links)
Orientador : Jose Vitorio Zago / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computção Científica / Made available in DSpace on 2018-07-16T04:08:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kozakevich_DanielNorberto_M.pdf: 1469044 bytes, checksum: 696736f842cfb0a6aec0d6210c9639fe (MD5) Previous issue date: 1988 / Resumo: Na produção de cristais pela solidificação de sais fundidos, a técnica de CZOCHRALSKI é amplamente utilizada. Os cristais obtidos por esta técnica são indicados para a construção de dispositivos de baixa potência. Nesta técnica o sal é fundido num cadinho e mantido a uma temperatura superior a seu ponto de fusão. Uma semente do cristal é mergulhada no liquido e então puxada lentamente. O calor latente do sal que se solidifica na interfase semente-liquido, é eliminado por conducções através do cristal. Os três mecânismos básicos: convecção natural, rotação do cadinho e rotação do cristal e suas combinações foram simuladas numéricamente, para um fluxo de CZOCHRALSKI. Uma solução aproximada foi obtida mediante o metodo dos elementos finitos mistos, utilizando elementos quadrilaterais subparamétricos com aproximações / quadráticas nas componentes da velocidade e a temperatura e lineares na pressão. As integrais são calculadas numéricamente com uma regra gaussiana de nove pontos. As equações discretizadassao resolvidas pelo método de Newton e,os sistemas lineares pelo método frontal. O fluxo é não isotérmico, incompressivel, newtoniano, estacionário, tridimensional axisimétrico com fronteiras fixas. Outras formulações alternativas são colocadas para as equações de Navier-Stokes / Abstract: Not informed / Mestrado / Mestre em Matemática Aplicada
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Contribuição à teoria de sistemas amostrados : análise, controle e estimação / Contribution to sample-data systems theory : analysis, control and estimation

Souza, Matheus, 1990- 27 August 2018 (has links)
Orientador: José Claudio Geromel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-27T15:48:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_Matheus_D.pdf: 1998044 bytes, checksum: d17f66b354031b02e0d6e84df4e2a6d7 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Nesta tese, apresentamos contribuições para a área de sistemas dinâmicos lineares amostrados, tanto com relação à análise quanto à síntese de controladores e filtros. A primeira parte deste texto introduz ao leitor os principais conceitos e resultados que são explorados na parte subsequente; a saber, enunciamos resultados clássicos da literatura de sistemas lineares e invariantes no tempo e de sistemas amostrados, passando, então, à análise de sistemas híbridos. Tal estudo está focado nos conceitos de estabilidade e de normas H2 e Hoo. A segunda parte do texto inclui o projeto de controladores e filtros amostrados ótimos. Exemplos acadêmicos validam a teoria desenvolvida / Abstract: In this thesis, we present a contribution to the area of linear sampled-data dynamical systems, regarding both analysis and synthesis of controllers and filters. The first part of the text introduces the reader to the main concepts and results that are exploited in the following part; namely, we state classical results on LTI systems and on sampled-data systems, moving, then, our attention to the analysis of hybrid systems. Such study is focused on stability and H2 and Hoo norms. The second part of the text includes the design of optimal sampled-data controllers and filters. Academic examples validate the developed theory / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica
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Controle de movimentos de pacientes paraplégicos utilizando modelos fuzzy T-S /

Gaino, Ruberlei. January 2009 (has links)
Resumo: Foram realizados estudos, projetos e simulações do controle não-linear da posição da perna de um paraplégico, com eletroestimulação, utilizando modelos fuzzy Takagi- Sugeno (T-S). Nessa pesquisa, foi adotado um modelo matemático que utiliza uma relação empírica do torque do músculo com a largura de pulso, representada por uma função de transferência de primeira ordem. A modelagem da dinâmica do modelo do paciente paraplégico foi realizada com variáveis de estado. Projetou-se um regulador fuzzy (T-S), inicialmente no ponto de operação com a posição da perna em 30o, utilizando-se a teoria de Lyapunov para o estudo da estabilidade dos sistemas dinâmicos e o projeto do controlador baseado em desigualdades matriciais lineares (Linear Matrix Inequalities, LMI). As especificações consideradas neste projeto foram a estabilidade, a taxa de decaimento e restrições nos sinais de entrada e saída. Foi também projetado um observador de estado e regulador com observador de estado, todos não-lineares e contínuos no tempo, para o paciente paraplégico, também baseado em LMI, no ponto de operação com a posição da perna em 60o. Devido a necessidade de implementação em hardware, um modelo discretizado foi proposto, para a obtenção de modelos fuzzy Takagi-Sugeno discretos no tempo, a partir de modelos fuzzy Takagi-Sugeno contínuos no tempo, considerando períodos de amostragem suficientemente pequenos. Análises te'oricas e simulações digitais comprovaram a sua eficácia. Reguladores com observadores contínuos no tempo, considerando o rastreamento da posição da perna de um paraplégico e uso de variáveis virtuais foram também propostos. Neste projeto, pôde-se variar a posição angular desejada sem a necessidade do cálculo do novo ponto de operação e do projeto de um novo controlador para cada ponto de operação. Um método de identificação de modelos locais... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This thesis presents studies, designs and simulations about the use of functional electrical stimulation, to control the leg position of a paraplegic patient. The plant is described by a nonlinear system using Takagi-Sugeno fuzzy models and a closed-loop control is presented. A transfer function represents the mathematical model related to the muscle torque and the pulse width. Considering the operation point at 30◦ and all state variables available, then a fuzzy regulator was designed. This design was based on the Lyapunov stability, Linear Matrix Inequalities (LMI), and considered the following specifications: decay rate, and input and output constraints. Moreover, the design of a state observer, also based on LMIs, to obtain a continuous-time regulator with an observer in the operation at 60◦ was presented. Due to the necessity of implementation in hardware, a new method to obtain a discrete-time T-S model of plants described by continuous-time nonlinear T-S models, considering small sampling periods was proposed. Another new methodology was proposed to design continuous-time regulators and observers, through the signal tracking (leg position of paraplegics) and the use of virtual variables. This procedure allows the tracking of the angular position, without the design of a new controller for each operation point. A new method for the identification of T-S local models, where the input is a step and the system operates around the operation point of the wanted local model was proposed. This procedure is based on LMI. Other new method, using state-derivative feedback, was proposed for the control of the leg position of a paraplegic patient, described by a T-S model, using only accelerometers as sensors. All the simulated results in this thesis show that the proposed procedures are efficient and offer good results to this control problem class. / Orientador: Marcelo Carvalho Minhoto Teixeira / Coorientador: Aparecido Augusto de Carvalho / Banca: Erica Regina Marani Daruichi Machado / Banca: Neusa Augusto Pereira da Silva / Banca: Vilma Alves de Oliveira / Banca: Walter Germanovix / Doutor
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Estabilidade e controle de sistemas lineares e variantes no tempo com parâmetros incertos = Stabilité et commande des systémes linéaires variants dans le temps aux paramétres incertains / Stabilité et commande des systémes linéaires variants dans le temps aux paramétres incertains / Stability and control of linear time-varying systems with uncertain parameters

Agulhari, Cristiano Marcos, 1983- 22 August 2018 (has links)
Orientador: Pedro Luis Dias Peres / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-22T18:08:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Agulhari_CristianoMarcos_D.pdf: 2096468 bytes, checksum: 0e762392c4ee0ab5e249ccd096ab4acf (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: As principais contribuições desta tese consistem no desenvolvimento de métodos para a síntese de controladores e para a análise de estabilidade de sistemas lineares, variantes ou invariantes no tempo. Com relação aos sistemas invariantes no tempo, o objetivo é a síntese de controladores robustos de ordem reduzida para sistemas a tempo contínuo com parâmetros incertos. O método apresentado para a síntese baseia-se em uma técnica de dois estágios, em que um ganho de realimentação de estados é construído no primeiro estágio e posteriormente utilizado no segundo estágio, que fornece o controlador robusto desejado. Cada etapa consiste na resolução de condições sob a forma de desigualdades matriciais lineares. No caso de sistemas variantes no tempo, em geral, dependendo das informações disponíveis, dois modelos matemáticos podem ser utilizados. Por um lado, para sistemas cujos elementos variantes no tempo são limitados em norma, mas não são completamente conhecidos, é possível utilizar modelos dependentes de parâmetros variantes no tempo, que levam a uma representação politópica. Nesse caso, a técnica de estabilização proposta é baseada no método de dois estágios, para gerar controladores dependentes dos parâmetros. Supõe-se que os parâmetros sejam mensuráveis em tempo real, e os controladores são sintetizados de forma a serem robustos a ruídos nas medições. Por outro lado, se a dinâmica variante no tempo é conhecida, o sistema pode ser tratado diretamente sem que seja utilizado nenhum tipo de parametrização. Duas técnicas de síntese são propostas para esse caso: a construção de ganhos estabilizantes utilizando diretamente a matriz de transição de estados, e uma técnica de síntese projetada a partir de um novo critério para a verificação da estabilidade do sistema. A validade dos métodos propostos é ilustrada por meio de exemplos numéricos, que mostram a qualidade dos resultados que podem ser obtidos / Abstract: The main contributions of this thesis concern the development of methods for the stability analysis and the synthesis of controllers for linear systems, either time varying or time-invariant. Concerning time-invariant systems, the objective is the synthesis of reduced-order robust controllers for continuous-time systems with uncertain parameters. The method presented for the synthesis is based on a two-stage technique, in which a stabilizing state-feedback gain is constructed in the first stage and then applied on the second stage to search for the desired controller. Each stage consists in the resolution of conditions based on linear matrix inequalities. In the case of time-varying systems, depending on the amount of available information, two mathematical models may be used. On one hand, if the time-varying elements of the system are not entirely known, one can model the system as function of time-varying parameters, resulting on a polytopic representation. In this case, the stabilization method proposed is based on the two-stage technique, which yields parameter-dependent controllers. The parameters are supposed to be real-time measurable, and the controllers are robust with respect to noises and uncertainties on the measures. On the other hand, if the time-varying dynamics are known, the system may be directly handled without using any parameterization. Two synthesis techniques are proposed in this case: the construction of stabilizing gains by using the state transition matrix, and a synthesis technique derived from a new stability criterion for time-varying systems. The validity of the proposed methods is illustrated through numerical examples that show the efficiency of the results that can be obtained / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica
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Método variacional com atualização múltipla de ganhos para controle de sistemas lineares com parâmetros sujeitos a saltos Markovianos não observados / Variational method with multiple gains update for control of linear systems with parameters subject to unobserved Markov jump

Oliveira, Larissa Tebaldi de 11 June 2014 (has links)
Neste trabalho foi estudado um problema de controle de sistemas lineares com saltos Markovianos sem observação da variável de salto, que pode ser escrito como um problema de otimização de considerável complexidade. As contribuições para a área estão divididas em três aspectos. Um dos avanços foi a elaboração de um contraexemplo para a conjectura de que há somente um mínimo local isolado para o problema. Além disso, foi estudado o problema de otimização intermediário, que consiste em fixar todas as variáveis do problema exceto duas matrizes de ganhos, e os resultados indicam que, com uma pequena alteração na formulação, este é um problema biquadrático. Por fim, novos algoritmos foram elaborados a partir de um método disponível na literatura, chamado de método Variacional, adaptando-o para atualizar os ganhos aos pares, levando a problemas intermediários biquadráticos. Três métodos foram implementados para a resolução destes problemas: dois métodos clássicos de descida, Newton e Gradiente, e uma adaptação do próprio método Variacional. Para a análise dos resultados foram utilizados exemplos gerados aleatoriamente a partir do Gerador de SLSM, que pode ser encontrado na literatura, e o método Variacional como referência para comparação com os métodos propostos / This work addresses a control problem arising in linear systems with Markov jumps without observation of the jump variable and advances in three different aspects. First, it is presented a counterexample to the conjecture that states about the uniqueness of local minimum. Second, the intermediary optimization problem, which sets all the variables of the problem except two arrays of gains, was studied and the results suggested that a slight modification in the formulation makes the intermediary problem a biquadratic one. Finally, new algorithms were developed based on a method available in the literature, which is frequently referred to as the Variational method, adapting it to update the gains in pairs, leading to biquadratic intermediary problems. Three methods were implemented to solve these intermediary problems: two classical descent methods, Newton and Gradient, and an adaptation of the Variational method. To evaluate the performance of the proposed methods, randomly generated examples were used and the Variational method was set as reference for comparing the results
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Discrete-time jump linear systems with Markov chain in a general state space. / Sistemas lineares com saltos a tempo discreto com cadeia de Markov em espaço de estados geral.

Figueiredo, Danilo Zucolli 04 November 2016 (has links)
This thesis deals with discrete-time Markov jump linear systems (MJLS) with Markov chain in a general Borel space S. Several control issues have been addressed for this class of dynamic systems, including stochastic stability (SS), linear quadratic (LQ) optimal control synthesis, fllter design and a separation principle. Necessary and sffcient conditions for SS have been derived. It was shown that SS is equivalent to the spectral radius of an operator being less than 1 or to the existence of a solution to a \\Lyapunov-like\" equation. Based on the SS concept, the finite- and infinite-horizon LQ optimal control problems were tackled. The solution to the finite- (infinite-)horizon LQ optimal control problem was derived from the associated control S-coupled Riccati difference (algebraic) equations. By S-coupled it is meant that the equations are coupled via an integral over a transition probability kernel having a density with respect to a in-finite measure on the Borel space S. The design of linear Markov jump filters was analyzed and a solution to the finite- (infinite-)horizon filtering problem was obtained based on the associated filtering S-coupled Riccati difference (algebraic) equations. Conditions for the existence and uniqueness of a stabilizing positive semi-definite solution to the control and filtering S-coupled algebraic Riccati equations have also been derived. Finally a separation principle for discrete-time MJLS with Markov chain in a general state space was obtained. It was shown that the optimal controller for a partial information optimal control problem separates the partial information control problem into two problems, one associated with a filtering problem and the other associated with an optimal control problem with complete information. It is expected that the results obtained in this thesis may motivate further research on discrete-time MJLS with Markov chain in a general state space. / Esta tese trata de sistemas lineares com saltos markovianos (MJLS) a tempo discreto com cadeia de Markov em um espaço geral de Borel S. Vários problemas de controle foram abordados para esta classe de sistemas dinâmicos, incluindo estabilidade estocástica (SS), síntese de controle ótimo linear quadrático (LQ), projeto de filtros e um princípio da separação. Condições necessárias e suficientes para a SS foram obtidas. Foi demonstrado que SS é equivalente ao raio espectral de um operador ser menor que 1 ou à existência de uma solução para uma equação de Lyapunov. Os problemas de controle ótimo a horizonte finito e infinito foram abordados com base no conceito de SS. A solução para o problema de controle ótimo LQ a horizonte finito (infinito) foi obtida a partir das associadas equações a diferenças (algébricas) de Riccati S-acopladas de controle. Por S-acopladas entende-se que as equações são acopladas por uma integral sobre o kernel estocástico com densidade de transição em relação a uma medida in-finita no espaço de Borel S. O projeto de filtros lineares markovianos foi analisado e uma solução para o problema da filtragem a horizonte finito (infinito) foi obtida com base nas associadas equações a diferenças (algébricas) de Riccati S-acopladas de filtragem. Condições para a existência e unicidade de uma solução positiva semi-definida e estabilizável para as equações algébricas de Riccati S-acopladas associadas aos problemas de controle e filtragem também foram obtidas. Por último, foi estabelecido um princípio da separação para MJLS a tempo discreto com cadeia de Markov em um espaço de estados geral. Foi demonstrado que o controlador ótimo para um problema de controle ótimo com informação parcial separa o problema de controle com informação parcial em dois problemas, um deles associado a um problema de filtragem e o outro associado a um problema de controle ótimo com informação completa. Espera-se que os resultados obtidos nesta tese possam motivar futuras pesquisas sobre MJLS a tempo discreto com cadeia de Markov em um espaço de estados geral.

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